KR101962327B1 - Hybrid load differential amplifier operable in a high temperature environment of a turbine engine - Google Patents

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데이비드 제이. 미첼
존 알. 프랠리
지에 양
코라 쉴리그
로베르토 마르셀로 쉬프바흐
브라이언 웨스턴
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지멘스 에너지, 인크.
크리 페이엇빌, 인코포레이티드
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Abstract

터빈 엔진의 고온 환경에서 동작하도록 적응되는 회로(120)가 제공된다. 이 회로는 감지된 파라미터를 나타내는 상기 전압을 수신하기 위해 감지 요소에 결합되는 입력 단자(124)를 갖는 차동 증폭기(122)를 포함할 수 있다. 혼성 부하 회로(125)가 차동 증폭기에 AC 결합될 수 있다. 혼성 부하 회로는 감지된 파라미터를 나타내는 전압을 수신하는 반도체 스위치들(126, 128)의 차동 쌍 중의 스위치(예로서, 128)의 드레인 단자에 대해 AC 신호 컴포넌트로의 경로를 제공하도록 배열되는 저항기-커패시터 회로(134)를 포함할 수 있다.A circuit (120) adapted to operate in a high temperature environment of a turbine engine is provided. The circuit may include a differential amplifier (122) having an input terminal (124) coupled to the sensing element for receiving the voltage indicative of the sensed parameter. The hybrid load circuit 125 may be AC coupled to the differential amplifier. The hybrid load circuit is arranged to provide a path to the AC signal component for the drain terminal of the switch (e.g., 128) of the differential pair of semiconductor switches 126, 128 receiving the voltage representative of the sensed parameter, And a capacitor circuit 134.

Description

터빈 엔진의 고온 환경에서 동작 가능한 혼성 부하 차동 증폭기{HYBRID LOAD DIFFERENTIAL AMPLIFIER OPERABLE IN A HIGH TEMPERATURE ENVIRONMENT OF A TURBINE ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid load differential amplifier capable of operating in a high temperature environment of a turbine engine,

본 발명은 일반적으로 전자 회로에 관한 것으로서, 구체적으로는 터빈 엔진의 고온 환경에서 동작하도록 적응될 수 있는 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to electronic circuits, and more specifically to circuits that can be adapted to operate in a high temperature environment of a turbine engine.

가스 터빈 엔진과 같은 터빈 엔진들은 발전 설비 내의 발전기의 구동 또는 선박 또는 항공기의 추진과 같은 다양한 응용들에서 사용될 수 있다. 최신의 가스 터빈 엔진들의 점화 온도들은 더 높은 연소 효율에 대한 요구에 응답하여 계속 증가하고 있다.Turbine engines, such as gas turbine engines, can be used in a variety of applications, such as driving a generator in a power plant or propelling a ship or aircraft. Ignition temperatures of modern gas turbine engines continue to increase in response to a demand for higher combustion efficiency.

무선 원격 측정 시스템에서 사용될 수 있는 바와 같은 회로를 이용하여 엔진의 동작 파라미터들을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 터빈 블레이드와 같은 터빈의 컴포넌트들의 동작 온도를 모니터링하거나, 엔진의 동작 동안 그러한 컴포넌트들에 가해지는 동작 스트레스들을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 양태들은 그러한 회로와 관련된 개량을 제공한다.It may be desirable to monitor the operating parameters of the engine using circuitry such as may be used in a wireless telemetry system. For example, it may be desirable to monitor the operating temperature of the components of the turbine, such as turbine blades, or to monitor the operating stresses exerted on those components during engine operation. Aspects of the present invention provide improvements related to such circuits.

이하, 본 발명은 아래의 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 전자 회로를 포함하는 예시적인 터빈 블레이드의 부분 등축도로서, 상기 전자 회로는 블레이드의 동작 파라미터들을 모니터링하기 위해 무선 원격 측정 시스템에 의해 사용될 수 있다.
도 2는 원격 측정 시스템에 의해 사용될 수 있고, 본 발명의 양태들을 구현하는 고이득 차동 증폭기로부터 이익을 얻을 수 있는 예시적인 스트레인 게이지 회로(strain gauge circuitry)의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 양태들을 구현하는 AC 결합 혼성 부하 차동 증폭기의 일 실시예의 개략도이다.
도 4는 하나의 예시적인 스트레인 게이지 회로 내에 통합될 수 있는 바와 같은, 본 발명의 양태들을 구현하는 단일-스테이지 차동 증폭기의 개략도이다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following drawings.
1 is a partial isometric view of an exemplary turbine blade including an electronic circuit, which can be used by a wireless telemetry system to monitor operating parameters of the blades.
2 is a block diagram of an exemplary strain gauge circuitry that may be used by a telemetry system and may benefit from a high gain differential amplifier implementing aspects of the present invention.
3 is a schematic diagram of one embodiment of an AC coupled hybrid load differential amplifier implementing aspects of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a single-stage differential amplifier that implements aspects of the present invention, as may be incorporated within one exemplary strain gauge circuit.

본 발명의 실시예들은 하나의 응용 예에서 원격 측정 시스템을 구비하는 터빈 엔진과 같은 내연 엔진에서 사용될 수 있는 전자 회로와 관련될 수 있다. 이러한 응용 예는 예를 들어 섭씨 약 300도를 초과하는 온도를 갖는 환경에서 동작할 수 있는 소정의 전자 회로를 구비하는 회전 가능 터빈 엔진 블레이드와 같은 이동 가능 컴포넌트로부터의 센서 데이터의 전송을 가능하게 할 수 있다.Embodiments of the invention may relate to electronic circuits that may be used in an internal combustion engine such as a turbine engine having a telemetry system in one application. Such an application would allow transmission of sensor data from a movable component such as a rotatable turbine engine blade having certain electronic circuitry capable of operating in an environment having a temperature in excess of, for example, about 300 degrees Celsius .

본 명세서에서의 개시의 목적을 위해, 추가 조건 없는 "고온" 환경이라는 용어는 섭씨 약 300도를 초과하는 최대 동작 온도를 갖는 터빈 엔진의 부분들 내의 환경과 같은 임의의 동작 환경을 지칭할 수 있다. 본 발명의 양태들의 구현하는 회로는 고온이 아닌 환경에서도 동등하게 유효할 수 있으므로, 본 발명의 양태들은 고온 환경으로 반드시 한정되는 것은 아니라는 것을 알 것이다.For the purposes of this disclosure, the term "high temperature" environment without additional conditions may refer to any operating environment, such as an environment within parts of a turbine engine having a maximum operating temperature in excess of about 300 degrees Celsius . It will be appreciated that aspects of the present invention are not necessarily limited to a high temperature environment, since the circuitry embodying aspects of the present invention may be equally effective in a non-high temperature environment.

도 1은 무선 원격 측정 송신기 조립체(24) 및 안테나 조립체(26)를 포함할 수 있는 예시적인 원격 측정 시스템을 구비할 수 있는 바와 같은 (단편적으로 도시된) 터빈 블레이드(20)를 나타낸다. 도선들 또는 커넥터들(28)이 센서(30)와 같은 하나 이상의 센서로부터 원격 측정 송신기 조립체(24)로 연장할 수 있으며, 이 조립체는 블레이드 루트(blade root; 22)에 근접 설치될 수 있고, 다양한 원격 측정 송신기 회로를 포함할 수 있다. 도선들(28)은 전자 데이터 신호들을 센서(30)로부터 원격 측정 송신기 조립체(24)로 라우팅할 수 있으며, 신호들은 프로세서에 의해 처리될 수 있다. 전자 데이터 신호들을 원격 측정 송신기 회로로부터 안테나 조립체(26)로 라우팅하기 위해 추가 도선들 또는 전기 커넥터들(36)이 사용될 수 있다.1 shows a turbine blade 20 (shown fragmentally) as may be provided with an exemplary telemetry system that may include a wireless telemetry transmitter assembly 24 and an antenna assembly 26. [ Conductors or connectors 28 may extend from one or more sensors, such as sensor 30, to the telemetry transmitter assembly 24, which may be installed close to the blade root 22, And may include various telemetry transmitter circuits. The leads 28 may route electronic data signals from the sensor 30 to the telemetry transmitter assembly 24 and the signals may be processed by the processor. Additional leads or electrical connectors 36 may be used to route the electronic data signals from the telemetry transmitter circuitry to the antenna assembly 26.

도 2는 원격 측정 시스템을 구비하는 터빈 컴포넌트(예로서, 터빈 블레이드(20)(도 1))에서 사용될 수 있는 예시적인 스트레인 게이지 회로의 블록도를 나타낸다. 측정되는 터빈 컴포넌트에서 발생할 수 있는 스트레인의 양을 나타내는 신호가 스트레인 게이지(101)에 의해 감지될 수 있으며, 이 신호는 차동 증폭기(102)에 결합될 수 있다. 차동 증폭기(102)의 출력은 전압 제어 발진기(VCO; 104)에 결합될 수 있으며, 이 발진기는 측정되는 터빈 컴포넌트에서 발생하는 스트레인의 양을 지시하는 주파수를 갖는 발진 신호를 생성할 수 있다. 이러한 발진 신호는 캐리어 주파수로 튜닝될 수 있는 외부 수신기(도시되지 않음)로의 전송을 위해 버퍼(105)에 의해 버퍼링되고, 안테나(26)에 결합될 수 있다.Figure 2 shows a block diagram of an exemplary strain gage circuit that may be used in a turbine component (e.g., turbine blade 20 (Figure 1)) having a telemetry system. A signal indicative of the amount of strain that may be generated in the turbine component being measured may be sensed by the strain gage 101, which may be coupled to the differential amplifier 102. The output of the differential amplifier 102 may be coupled to a voltage controlled oscillator (VCO) 104, which may generate an oscillating signal having a frequency indicative of the amount of strain occurring in the turbine component being measured. This oscillating signal may be buffered by the buffer 105 and coupled to the antenna 26 for transmission to an external receiver (not shown) that may be tuned to a carrier frequency.

도 3-4 및 아래의 관련 설명은 하나의 응용 예에서 도 2에 예시된 바와 같은 스트레인 게이지 회로에서 사용될 수 있는 본 발명의 양태들을 구현하는 회로의 상세들을 제공한다. 그러한 응용 예는 본 발명의 양태들을 구현하는 회로가 다른 응용들에서 사용될 수 있으므로 한정의 의미로 해석되지 않아야 한다는 것을 알 것이다.Figures 3-4 and related discussion below provide details of a circuit that implements aspects of the present invention that may be used in a strain gauge circuit as illustrated in Figure 2 in one application. It will be appreciated that such an application should not be construed in a limiting sense as the circuitry embodying aspects of the invention may be used in other applications.

도 3은 본 발명의 양태들을 구현하는 (도 4에도 도시된) 회로(120)의 일 실시예의 개략도이다. 회로(120)는 감지된 파라미터를 나타내는 전압(예로서, 스트레인을 나타내는 전압)을 수신하기 위해 감지 요소(예로서, 도 2의 스트레인 게이지(101))에 결합될 수 있는 입력 단자(124)를 갖는 차동 증폭기(122)를 포함한다. 차동 증폭기(122)는 반도체 스위치들(126, 128)의 제1 쌍(예로서, 반도체 스위치들의 차동 쌍)을 포함할 수 있다. 반도체 스위치들(126, 128)의 차동 쌍의 바이어싱은 이 분야의 기술자에 의해 이해되는 바이어싱 기술들을 이용하여 저항기들(R5, R6, R7, R8)에 의해 구성된 브리지 회로에 의해 제어될 수 있다. 회로(120)는 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 본 발명의 예시적인 양태들에 따라 차동 증폭기(122)에 AC 결합(교류 결합)될 수 있는 혼성 부하 회로(125)를 더 포함한다.FIG. 3 is a schematic diagram of one embodiment of circuit 120 (also shown in FIG. 4) that embodies aspects of the present invention. The circuit 120 includes an input terminal 124 that can be coupled to a sensing element (e.g., the strain gauge 101 of FIG. 2) to receive a voltage representative of the sensed parameter (e.g., And a differential amplifier 122 having a differential amplifier. Differential amplifier 122 may include a first pair of semiconductor switches 126 and 128 (e.g., a differential pair of semiconductor switches). Biasing of the differential pair of semiconductor switches 126 and 128 may be controlled by a bridge circuit configured by resistors R5, R6, R7 and R8 using biasing techniques as understood by those skilled in the art. have. The circuit 120 further includes a hybrid load circuit 125 that can be AC coupled (AC coupled) to the differential amplifier 122 in accordance with exemplary aspects of the present invention, as described in more detail below.

혼성 부하 회로(125)는 반도체 스위치들(130, 132)의 제2 쌍(예로서, 반도체 스위치들의 활성 부하 쌍)을 포함할 수 있다. 반도체 스위치들의 그러한 쌍들 각각은 각각의 드레인 단자(D), 각각의 소스 단자(S) 및 각각의 게이팅 단자(G)를 갖는다. 일 실시예에서, 반도체 스위치들(126, 128)의 제1 쌍 및 반도체 스위치들(130, 132)의 제2 쌍은 반도체 스위치들의 상보적인 쌍들을 갖지 않는 회로를 포함한다. 일 실시예에서, 반도체 스위치들(126, 128)의 제1 쌍 및 반도체 스위치들(130, 132)의 제2 쌍은 n 채널 접합 게이트 전계 효과 트랜지스터(JFET) 스위치들일 수 있으며, SiC, AlN, GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP 및 GaAsAlN과 같은 각각의 고온의 넓은 밴드갭의 재료를 포함할 수 있다.The hybrid load circuit 125 may include a second pair of semiconductor switches 130 and 132 (e.g., an active load pair of semiconductor switches). Each such pair of semiconductor switches has a respective drain terminal D, a respective source terminal S and a respective gating terminal G. [ In one embodiment, the first pair of semiconductor switches 126, 128 and the second pair of semiconductor switches 130, 132 comprise circuitry that does not have complementary pairs of semiconductor switches. In one embodiment, the first pair of semiconductor switches 126 and 128 and the second pair of semiconductor switches 130 and 132 may be n-channel junction gate field effect transistor (JFET) switches and SiC, AlN, Temperature broad bandgap materials such as GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP and GaAsAlN.

이 분야의 기술자가 인식하는 바와 같이, p 채널 SiC JFET들은 현재 그들의 비교적 낮은 채널 이동도로 인해 실용적이지 못한 것으로 생각되며, 결과적으로 차동 증폭기들에 대한 공지된 활성 부하 토폴로지들은 p 채널 SiC JFET들을 포함하므로 고온 응용들에서 사용되지 못했다. 본 발명의 양태들을 구현하는 혼성 부하 회로는 유리하게도 p 채널 JFET들의 필요성을 제거하며, 따라서 그러한 회로는 고온의 넓은 밴드갭 재료의 JFET들(예로서, 섭씨 500도 이상)의 이론적인 온도 한계에 도달할 수 있고, 하나의 응용 예에서 열전쌍들 및 스트레인 게이지들과 같은 센서들에 의해 생성될 수 있는 비교적 낮은 전압(예로서, 수 밀리볼트)의 전기 신호들을 고온 환경에서 적절히 증폭하는 데 사용될 수 있는 고이득 차동 증폭기를 효과적으로 제공할 수 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, p-channel SiC JFETs are currently considered to be impractical due to their relatively low channel mobility and consequently known active load topologies for differential amplifiers include p-channel SiC JFETs It has not been used in high temperature applications. The hybrid load circuit that implements aspects of the present invention advantageously eliminates the need for p-channel JFETs, and thus such circuitry is advantageous over the theoretical temperature limit of JFETs of high temperature, wide bandgap material (e.g., above 500 degrees Celsius) (E.g., a few millivolts) that can be generated by sensors such as thermocouples and strain gauges in one application can be used to properly amplify electrical signals in a high temperature environment A high gain differential amplifier can be effectively provided.

일 실시예에서, 혼성 부하 회로(125)는 감지된 파라미터를 나타내는 전압을 수신하는 반도체 스위치들의 차동 쌍 중의 스위치(예로서, 스위치(126))의 드레인 단자에 대해 AC 신호 컴포넌트로의 경로(예로서, 비교적 높은 임피던스의 경로)를 제공하도록 배열되는 저항기-커패시터 회로(134)(예로서, 저항기(142) 및 커패시터(140))를 더 포함할 수 있다. 회로(134)는 반도체 스위치들(130, 132)의 제2 쌍의 각각의 게이트 단자에 병렬 회로로 결합되는 노드(136)에 접속된다. 저항기(142)를 통해 전기 접지(135)에 접속되는 노드(136)는 반도체 스위치들(130, 132)에 대한 적절한 바이어싱을 유지하는 데에 효과적이라는 것을 알 것이다.In one embodiment, the hybrid load circuit 125 routes the path to the AC signal component (e.g., the switch 126) to the drain terminal of the switch (e.g., switch 126) of the differential pair of semiconductor switches receiving the voltage representing the sensed parameter Capacitor circuit 134 (e.g., resistor 142 and capacitor 140) arranged to provide a relatively high impedance path (e.g., a relatively high impedance path). Circuit 134 is connected to node 136, which is coupled in parallel circuit to the gate terminal of each of the second pair of semiconductor switches 130,132. It will be appreciated that the node 136 connected to the electrical ground 135 via the resistor 142 is effective in maintaining adequate biasing for the semiconductor switches 130,132.

일 실시예에서, 저항기(142)의 값은 스위치들(130, 132)의 각각의 게이트 단자에서의 입력 임피던스의 값에 비해 충분히 낮도록 선택될 수 있으며, 따라서 예를 들어 차동 스위치(126)의 드레인 단자에서의 AC 신호 성분은 스위치들(130, 132)의 게이트 단자들 대신에 저항기(142)에 의해 제공되는 경로에 커패시터(140)를 통해 AC 결합될 것이다. 예를 들어, 저항기(142)에 대한 2 MΩ 정도의 저항 값에 대해 스위치 쌍(130, 132)의 각각의 게이트 단자에서의 20 MΩ 정도의 입력 임피던스를 가정하면, 저항기-커패시터 회로(124)는 (예로서, 차동 스위치(126)의 드레인에서의) 그러한 AC 신호 성분에 대한 고임피던스 경로를 제공할 것이며, 이는 차동 증폭기의 AC 이득을 효과적으로 증가시킨다는 것을 알 것이다.In one embodiment, the value of the resistor 142 may be selected to be sufficiently low compared to the value of the input impedance at the respective gate terminal of the switches 130 and 132, The AC signal component at the drain terminal will be AC coupled through the capacitor 140 to the path provided by the resistor 142 instead of the gate terminals of the switches 130 and 132. [ For example, assuming an input impedance of about 20 MΩ at the gate terminal of each of the switch pairs 130 and 132 for a resistance value of about 2 MΩ for the resistor 142, the resistor-capacitor circuit 124 (For example, at the drain of the differential switch 126), which will effectively increase the AC gain of the differential amplifier.

바이어싱 목적을 위해, 혼성 부하 회로(125)는 반도체 스위치들의 제2 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치(예로서, 스위치(130))의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 제1 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치(예로서, 차동 스위치(126))의 드레인 단자로 결합되는 제1 저항기(144)를 포함할 수 있다. 혼성 부하 회로(125)는 반도체 스위치들의 제2 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치(예로서, 스위치(132))의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 제1 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치(예로서, 차동 스위치(128))의 드레인 단자로 결합되는 제2 저항기(146)를 더 포함할 수 있다. 스위치(132)의 소스 단자에 접속되는 노드(148)가 증폭된 차동 증폭기 출력을 제공한다. 예비 실험 결과들은 섭씨 450도, 300도 및 25도의 온도들 각각에서 적어도 약 47.8 dB, 51.4 dB 및 57.8 dB의 차동 이득들의 가능성을 입증하였다.For biasing purposes, the hybrid load circuit 125 receives one of the first pair of switches of the semiconductor switches from the source terminal of one of the switches of the second pair of semiconductor switches (e.g., switch 130) And a first resistor 144 coupled to the drain terminal of a switch (e.g., differential switch 126). The hybrid load circuit 125 is connected to the other of the first pair of switches of the semiconductor switches from the source terminal of the remaining one of the second pair of switches of the semiconductor switches (e.g., switch 132) And a second resistor 146 coupled to a drain terminal of the second transistor (e.g., transistor 128). Node 148, connected to the source terminal of switch 132, provides an amplified differential amplifier output. Preliminary experimental results have demonstrated the possibility of differential gains of at least about 47.8 dB, 51.4 dB, and 57.8 dB at temperatures of 450, 300, and 25 degrees Celsius, respectively.

도 4는 무선 원격 측정 시스템 내에 통합될 수 있는 바와 같은 본 발명의 양태들을 구현하는 혼성 부하 단일 스테이지 차동 증폭기의 개략도이다. 회로(120)는 저레벨 출력 센서(예로서, 스트레인 게이지)로부터의 AC 출력 신호를 증폭하도록 배열될 수 있으며, 회로(120)로부터의 증폭된 출력 신호는 고역 통과 필터(160)를 통해 신호 컨디셔닝되어, 무선 주파수(RF) 캐리어를 변조하도록 구성될 수 있는 전압 제어 발진기(162)로 전달될 수 있다. 본 발명의 양태들을 구현하는 차동 증폭기를 이용하여 획득될 수 있는 비교적 높은 이득은 유리하게도 다수의 증폭 스테이지(AC 증폭기)의 필요성을 없앨 수 있으며, 따라서 비용을 더 줄이는 것은 물론, 실질적인 신호 무결성(예를 들어, 향상된 신호 대 잡음비)을 제공하고, 시스템 신뢰성(예로서, 더 적은 상호접속들)을 향상시킬 수 있다는 것을 알 것이다.4 is a schematic diagram of a hybrid load single stage differential amplifier implementing aspects of the present invention as may be incorporated within a wireless telemetry system; Circuit 120 may be arranged to amplify the AC output signal from a low level output sensor (e.g., strain gage), and the amplified output signal from circuit 120 is signal conditioned through high pass filter 160 , And to a voltage controlled oscillator 162 that may be configured to modulate a radio frequency (RF) carrier. The relatively high gain that can be achieved using differential amplifiers that embody aspects of the present invention advantageously eliminates the need for multiple amplification stages (AC amplifiers), thus reducing the cost further and, of course, achieving substantial signal integrity (E.g., improved signal-to-noise ratio) and improve system reliability (e.g., fewer interconnects).

본 명세서에서 본 발명의 다양한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 그러한 실시예들은 예시적으로 제공될 뿐이라는 것을 알 것이다. 본 발명으로부터 벗어나지 않고서 다양한 변형들, 변경들 및 교체들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 사상 및 범위에 의해서만 한정되는 것을 의도한다.While various embodiments of the invention have been illustrated and described herein, it will be appreciated that such embodiments are provided by way of example only. Various modifications, changes, and substitutions can be made without departing from the invention. Accordingly, the present invention is intended to be limited only by the spirit and scope of the appended claims.

Claims (23)

터빈 엔진의 고온 환경에서 동작하도록 적응되는 회로로서,
상기 터빈 엔진의 컴포넌트 상에 배치되어, 상기 컴포넌트의 파라미터를 감지하고, 상기 감지된 파라미터를 나타내는 전압을 제공하는 감지 요소;
상기 감지된 파라미터를 나타내는 상기 전압을 수신하기 위해 상기 감지 요소에 결합되는 입력 단자를 갖는 차동 증폭기; 및
상기 차동 증폭기에 AC 결합되는 혼성 부하 회로
를 포함하고,
상기 차동 증폭기 및 상기 혼성 부하 회로는 상기 터빈 엔진의 고온 환경 내에 배치되고,
상기 차동 증폭기는 반도체 스위치들의 제1 쌍을 포함하고, 상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 제2 쌍을 포함하고, 스위치들의 각각의 쌍은 각각의 드레인, 소스 및 게이트 단자들을 갖고, 상기 혼성 부하 회로는 상기 감지된 파라미터를 나타내는 상기 전압을 수신하는 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍 중의 스위치의 드레인 단자에 대해 AC 신호 컴포넌트로의 경로를 제공하도록 배열되는 저항기-커패시터 회로를 더 포함하는 회로.A circuit adapted to operate in a high temperature environment of a turbine engine,
A sensing element disposed on a component of the turbine engine, the sensing element sensing a parameter of the component and providing a voltage indicative of the sensed parameter;
A differential amplifier having an input terminal coupled to the sensing element for receiving the voltage indicative of the sensed parameter; And
A hybrid load circuit AC-coupled to the differential amplifier
Lt; / RTI >
Wherein the differential amplifier and the hybrid load circuit are disposed in a high-temperature environment of the turbine engine,
Wherein the differential amplifier comprises a first pair of semiconductor switches, the hybrid load circuit comprises a second pair of semiconductor switches, each pair of switches having respective drain, source and gate terminals, Capacitor circuit arranged to provide a path to an AC signal component for a drain terminal of the switch of the first pair of semiconductor switches receiving the voltage representing the sensed parameter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 각각의 게이트 단자들에 병렬 회로로 결합되는 노드에 접속되는 회로.The method according to claim 1,
Wherein the resistor-capacitor circuit is connected to a node coupled in parallel circuitry to respective gate terminals of the second pair of semiconductor switches. 제3항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로의 저항기는 상기 노드에 접속되는 제1 도선 및 전기적으로 접지되는 제2 도선을 갖는 회로.The method of claim 3,
Wherein the resistor of the resistor-capacitor circuit has a first conductor connected to the node and a second conductor electrically grounded. 제4항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로의 커패시터는 상기 노드에 접속되는 제1 도선, 및 상기 감지된 파라미터를 나타내는 상기 전압을 수신하는 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍 중의 스위치의 드레인 단자에 접속되는 제2 도선을 갖는 회로.5. The method of claim 4,
Wherein the capacitor of the resistor-capacitor circuit comprises a circuit having a first lead connected to the node and a second lead connected to a drain terminal of the switch in the first pair of semiconductor switches receiving the voltage representing the sensed parameter, . 제1항에 있어서,
상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치의 드레인 단자로 결합되는 제1 저항기를 더 포함하는 회로.The method according to claim 1,
The hybrid load circuit further comprises a first resistor coupled from a source terminal of one of the switches of the second pair of semiconductor switches to a drain terminal of one of the switches of the first pair of semiconductor switches Circuit. 제6항에 있어서,
상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치의 드레인 단자로 결합되는 제2 저항기를 더 포함하는 회로.The method according to claim 6,
Wherein the hybrid load circuit further comprises a second resistor coupled from a source terminal of the remaining one of the second pair of switches of the semiconductor switches to a drain terminal of the remaining switch of the first pair of switches of the semiconductor switches. 제1항에 있어서,
상기 차동 증폭기는 단일 스테이지 차동 증폭기를 포함하는 회로.The method according to claim 1,
Wherein the differential amplifier comprises a single stage differential amplifier. 제1항에 있어서,
반도체 스위치들의 상기 각각의 제1 쌍 및 제2 쌍은 반도체 스위치들의 상보적인 쌍들을 갖지 않는 회로를 포함하는 회로.The method according to claim 1,
Wherein each of said first and second pairs of semiconductor switches comprises circuitry that does not have complementary pairs of semiconductor switches. 제1항에 있어서,
반도체 스위치들의 상기 각각의 제1 쌍 및 제2 쌍은 n 채널 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) 스위치들을 포함하는 회로.The method according to claim 1,
Wherein each of said first and second pairs of semiconductor switches comprises n-channel junction field effect transistor (JFET) switches. 제1항에 있어서,
반도체 스위치들의 상기 각각의 제1 쌍 및 제2 쌍은 각각의 고온의 넓은 밴드갭의 재료를 포함하는 회로.The method according to claim 1,
Wherein each of said first and second pairs of semiconductor switches comprises a respective high temperature wide band gap material. 제11항에 있어서,
상기 고온의 넓은 밴드갭의 재료는 SiC, AlN, GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP 및 GaAsAlN으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 회로.12. The method of claim 11,
Wherein the high temperature wide bandgap material is selected from the group consisting of SiC, AlN, GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP and GaAsAlN. 제1항에 있어서,
상기 감지 요소는 상기 컴포넌트의 스트레인을 감지하기 위한 스트레인 게이지(strain gauge)를 포함하고, 상기 전압은 상기 컴포넌트의 감지된 스트레인을 나타내는 회로.The method according to claim 1,
Wherein the sensing element includes a strain gauge for sensing a strain of the component, and wherein the voltage is indicative of a sensed strain of the component. 제1항의 회로를 포함하는 원격 측정 시스템.A telemetry system comprising the circuit of claim 1. 회로로서,
차동 증폭기; 및
상기 차동 증폭기에 AC 결합되는 혼성 부하 회로
를 포함하고,
상기 차동 증폭기 및 상기 혼성 부하 회로는 터빈 엔진의 고온 환경 내에 배치되고, 상기 차동 증폭기는 반도체 스위치들의 제1 쌍을 포함하고, 상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 제2 쌍을 포함하고, 스위치들의 각각의 쌍은 각각의 드레인, 소스 및 게이트 단자들을 갖고, 상기 혼성 부하 회로는 감지된 파라미터를 나타내는 전압을 수신하는 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍 중의 스위치의 드레인 단자에 대해 AC 신호 컴포넌트로의 경로를 제공하도록 배열되는 저항기-커패시터 회로를 더 포함하는 회로.As a circuit,
Differential amplifier; And
A hybrid load circuit AC-coupled to the differential amplifier
Lt; / RTI >
Wherein the differential amplifier and the hybrid load circuit are disposed in a high temperature environment of a turbine engine, the differential amplifier includes a first pair of semiconductor switches, the hybrid load circuit includes a second pair of semiconductor switches, And the hybrid load circuit provides a path to the AC signal component for the drain terminal of the switch in the first pair of semiconductor switches receiving the voltage representing the sensed parameter Further comprising a resistor-capacitor circuit arranged to control the output of the resistor. 제15항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 각각의 게이트 단자들에 병렬 회로로 결합되는 노드에 접속되는 회로.16. The method of claim 15,
Wherein the resistor-capacitor circuit is connected to a node coupled in parallel circuitry to respective gate terminals of the second pair of semiconductor switches. 제16항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로의 저항기는 상기 노드에 접속되는 제1 단자 및 전기적으로 접지되는 제2 단자를 갖는 회로.17. The method of claim 16,
Wherein the resistor of the resistor-capacitor circuit has a first terminal connected to the node and a second terminal electrically grounded. 제17항에 있어서,
상기 저항기-커패시터 회로의 커패시터는 상기 노드에 접속되는 제1 도선, 및 상기 감지된 파라미터를 나타내는 상기 전압을 수신하는 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍 중의 스위치의 드레인 단자에 접속되는 제2 도선을 갖는 회로.18. The method of claim 17,
Wherein the capacitor of the resistor-capacitor circuit comprises a circuit having a first lead connected to the node and a second lead connected to a drain terminal of the switch in the first pair of semiconductor switches receiving the voltage representing the sensed parameter, . 제15항에 있어서,
상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍의 스위치들 중 하나의 스위치의 드레인 단자로 결합되는 제1 저항기를 더 포함하는 회로.16. The method of claim 15,
The hybrid load circuit further comprises a first resistor coupled from a source terminal of one of the switches of the second pair of semiconductor switches to a drain terminal of one of the switches of the first pair of semiconductor switches Circuit. 제19항에 있어서,
상기 혼성 부하 회로는 반도체 스위치들의 상기 제2 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치의 소스 단자로부터 반도체 스위치들의 상기 제1 쌍의 스위치들 중 나머지 스위치의 드레인 단자로 결합되는 제2 저항기를 더 포함하는 회로.20. The method of claim 19,
Wherein the hybrid load circuit further comprises a second resistor coupled from a source terminal of the remaining one of the second pair of switches of the semiconductor switches to a drain terminal of the remaining switch of the first pair of switches of the semiconductor switches. 제15항에 있어서,
상기 차동 증폭기는 단일 스테이지 차동 증폭기를 포함하고, 반도체 스위치들의 상기 각각의 제1 쌍 및 제2 쌍은 n 채널 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) 스위치들을 포함하는 회로.16. The method of claim 15,
Wherein the differential amplifier comprises a single stage differential amplifier, and wherein each of the first and second pairs of semiconductor switches comprises n-channel junction field effect transistor (JFET) switches. 제15항에 있어서,
반도체 스위치들의 상기 각각의 제1 쌍 및 제2 쌍은 각각의 고온의 넓은 밴드갭의 재료를 포함하는 회로.16. The method of claim 15,
Wherein each of said first and second pairs of semiconductor switches comprises a respective high temperature wide band gap material. 제22항에 있어서,
상기 고온의 넓은 밴드갭의 재료는 SiC, AlN, GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP 및 GaAsAlN으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 회로.23. The method of claim 22,
Wherein the high temperature wide bandgap material is selected from the group consisting of SiC, AlN, GaN, AlGaN, GaAs, GaP, InP, AlGaAs, AlGaP, AlInGaP and GaAsAlN.
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